Арсин

Арсин
Общие
Систематическое наименование	арсин
Химическая формула	AsH3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	бесцветный газ
Отн. молек. масса	77.95 а. е. м.
Молярная масса	77.95 г/моль
Плотность	4.93 г/л, газ; 1.640 г/мл (−64 °C) г/см³
Термические свойства
Температура плавления	−117 (308.65 K) °C
Температура кипения	−62.5 °C
Энтальпия образования (ст. усл.)	+66.4 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде	0.07 г/100 мл
Структура
Дипольный момент	0.20 Д
Классификация
Рег. номер CAS	7784-42-1
Безопасность
Токсичность

Арси́н (мышьяковистый водород, гидрид мышьяка) — AsH₃, гидрид мышьяка, химическое соединение мышьяка и водорода. При нормальных условиях - ядовитый бесцветный газ с чесночным запахом, обусловленным продуктами частичного окисления. Молекула арсина имеет форму тригональной пирамиды с атомом мышьяка в вершине. Низкое значение дипольного момента свидетельствует, что связь в молекуле арсина близка к неполярной и арсин практически не проявляет электронодонорные свойства. Так, ион арсония AsH₄⁺, в отличие от его аналога иона аммония NH₄⁺ неустойчив и был обнаружен лишь спектроскопически при пониженной температуре.

Получение

В промышленности получают гидролизом арсенидов металлов (Mg, Zn и др.) кислотами или восстановлением соединений мышьяка водородом, взаимодействием галогенидов мышьяка с Li[AlH₄], Na[BH₄] или другими гидридами, например:

$\mathsf{Na_3As + 3H_2O \rightarrow AsH_3\uparrow + 3NaOH}$

$\mathsf{As_2O_3 + 6Zn + 6H_2SO_4 \rightarrow 2AsH_3\uparrow + 6ZnSO_4 + 3H_2O}$

Химические свойства

• Арсин проявляет сильные восстановительные свойства, например, из раствора нитрата серебра он осаждает металлическое серебро:

$\mathsf{AsH_3 + 6AgNO_3 + 3H_2O \rightarrow 6Ag\downarrow + As(OH)_3 + 6HNO_3}$

• Арсин сравнительно нестоек и медленно разлагается даже при комнатной температуре на водород и элементарный мышьяк, при температуре 500 °C — мгновенно:

$\mathsf{2AsH_3 \rightarrow 2As + 3H_2}$

При пропускании AsH₃ через нагретую, наполненную водородом стеклянную трубку, металлический мышьяк отлагается на стенках трубки в виде черно-бурого зеркала. На этом свойстве арсина основана высокочувствительная качественная реакция на мышьяк — проба Марша.

• Не самовоспламеняется на воздухе и кислороде при комнатной температуре, но при нагревании на воздухе до 200 °C сгорает:

$\mathsf{2AsH_3 + 3O_2 \rightarrow As_2O_3 + 3H_2O}$

• В хлоре самовоспламеняется даже при −196^оС, с выделением водорода и замещением водорода на хлор:

$\mathsf{AsH_3 + 3Cl_2 \rightarrow AsCl_3 + 3HCl}$

С бромом и йодом реагирует таким же образом, давая соответствующие галогениды.

• С серой реагирует:

$\mathsf{2AsH_3 + 3S \rightarrow 3H_2S + 2As}$

• Реагирует с концентрированой соляной кислотой c выделением водорода:

$\mathsf{AsH_3 + 3HCl \rightarrow AsCl_3 + 3H_2}$

• Реагирует с растворами щелочных металлов в жидком аммиаке, проявляя кислотные свойства и образуя мышьяковистые производные, аналогичные амидам щелочных металлов:

$\mathsf{AsH_3 + NaNH_2 \rightarrow NaAsH_2 + NH_3}$

• При нагревании арсина с металлами образуются арсениды.

Органические арсины

При взаимодействии хлорида мышьяка AsCl₃ с диалкилцинком образуются соответствующие органические производные арсина, например, триметиларсин:

$\mathsf{2AsCl_3 + 3Zn(CH_3)_2 \rightarrow 2As(CH_3)_3 + 3ZnCl_2}$

Это ядовитые жидкости с отвратительным запахом, проявляющие свойства ненасыщенных соединений.

Биологические свойства

Гидрид мышьяка является одним из самых сильных неорганических ядов. ПДК 0,0003 мг/л. Оказывает кроверазрушающее действие. При длительном и частом воздействии на организм может вызвать злокачественные новообразования.

Применение

Применяют AsH₃ для легирования полупроводниковых материалов мышьяком, для получения As высокой чистоты.

Ссылки

• Арсины // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907. Статья Колотова С.С.
• Арсин на химик.ру